Per la prima volta  viene pubblicata  l'equazione di base per raggiungere lo spazio con un razzo

Tsiolkovsky

Konstantin Tsiolkovsky (17 settembre 1857 - 19 settembre 1935) teorizzò molti aspetti del volo spaziale e della propulsione missilistica e tuttora viene considerato il padre del volo spaziale umano e il primo uomo a concepire l’ascensore spaziale, ossia un sistema in grado di trasportare uomini e cose dalla Terra allo spazio senza utilizzare una propulsione a razzo.

Il suo lavoro più famoso fu “L’esplorazione dello Spazio cosmico per mezzo di motori a reazione” che pubblicò nel 1903 ed è stato sicuramente il primo trattato accademico sulla missilistica.

Il suo lavoro influenzò gli scienziati missilistici di tutta Europa e fu anche studiato dagli statunitensi nei decenni tra il 1950 e il 1960 mentre tentavano di comprendere i primi successi dell’Unione Sovietica nel volo spaziale.

Dopo aver scritto “Lo spazio libero”, Tsiolkovsky iniziò a studiare i palloncini di metallo (che in seguito prenderanno il nome di dirigibili) e nel 1885 scrisse “Teoria e esperienza di un palloncino di forma allungata in senso orizzontale”. Lo studio dimostrava la fattibilità scientifica e la tecnica nella creazione di un dirigibile costituito da un guscio di metallo. Esso doveva avere un volume variabile al fine di mantenere una ascensione costante anche se le condizioni di quota e temperatura cambiavano in continuazione. Questa capacità era stata ottenuta utilizzando delle pareti ondulate con un sistema a fisarmonica.

dirigibile progettato da Tsiolkovsky

Il dirigibile progettato da Tsiolkovsky non venne supportato economicamente infatti all’inventore fu negato un finanziamento per costruire un modello (fonte Archive of the Russian Academy of Sciences)

Abbandonò l’utilizzo dell’idrogeno, riempiendo il dirigibile con aria calda ed il sollevamento del dirigibile veniva controllato con un sistema di riscaldamento separato.

Konstantin era convinto che una nave così fatta e sigillata poteva essere adatta ai viaggi spaziali. La soluzione che proponeva era un razzo autonomo con un “motore a reazione”.

Tuttavia, nonostante il sostegno di organizzazioni ufficiali progressiste per il suo tempo, il progetto non ottenne mai un finanziamento per la costruzione di un modello.

Dal 1891 Tsiolkovsky si dedicò ai velivoli più pesanti dell’aria introducendo l’idea che si potesse costruire un aereo con un telaio in metallo. In un articolo del 1894 diede la prima descrizione di un monoplano in metallo dimostrando l’importanza dell’aerodinamica della fusoliera per ottenere alte velocità. Anche per questo progetto non ricevette il riconoscimento dai rappresentanti autorizzati della scienza russa. Tsiolkovsky non aveva né i mezzi né il sostegno morale per ulteriori ricerche ma non si arrese!

Nel 1887 Tsiolkovsky scrisse un racconto di fantascienza “Sulla Luna” (pubblicato nel 1893). La storia è basata sul suo precedente libro “Spazio libero”e racconta le vicende di due eroi senza nome – l’autore e il suo amico, il fisico – che improvvisamente cadono sulla Luna. Descrive il paesaggio lunare, la forma del cielo e delle stelle (inclusa la Terra) osservati dalla superficie lunare. Gli eroi, i protagonisti del libro, analizzano in dettaglio le conseguenze della bassa gravità, la mancanza di atmosfera e le altre caratteristiche della Luna (quale la velocità di rotazione intorno alla Terra e il Sole, l’orientamento costante rispetto alla Terra). Il racconto descrive il presunto comportamento dei gas e dei liquidi, le caratteristiche dei fenomeni fisici come l’evaporazione dei liquidi bollenti, la combustione e le esplosioni. Con questo libro, Tsiolkovsky formulò una serie di ipotesi che intendevano dimostrare la realtà della Luna.

Immagine dal libro "На Луне" (1893)

Immagine dal libro "На Луне" (1893)

 

Nel 1892 venne trasferito a Kaluga per occupare un nuovo posto di insegnante. Durante questo periodo, Tsiolkovsky iniziò a lavorare su un problema che lo avrebbe occupato molto nel corso degli anni successivi: un tentativo di costruire un dirigibile completamente in metallo.

Per continuare i suoi studi, Tsiolkovsky sviluppò il primo laboratorio russo di aerodinamica nel suo appartamento. Nel 1897, costruì la prima galleria del vento russa sviluppando un nuovo metodo sperimentale.

Nel 1900, con una borsa di studio presso l’Accademia delle Scienze, ebbe la possibilità di testare diversi modelli di dirigibile con forme semplici determinando i coefficienti di resistenza della sfera, piatti piani, cilindri, coni, ecc...

Il lavoro di Tsiolkovsky nel campo dell’aerodinamica fu una fonte di idee per lo scienziato russo Nikolay Zhukovsky, il padre della moderna aerodinamica e idrodinamica.

Tre anni dopo, Konstantin Tsiolkovsky pubblicò un articolo dove, per primo, dimostrava che l’apparato adatto al volo spaziale era un razzo. Il documento includeva la prima bozza per i missili a lungo raggio:

il corpo è una camera metallica allungata dotata di un getto di liquido, come combustibile e comburente si propone l’impiego di idrogeno liquido e ossigeno, rispettivamente.

La sua opera si intitolava “L’esplorazione dello spazio cosmico per mezzo di dispositivi a reazione” dove determinò la velocità orizzontale necessaria per avere l’orbita intorno alla Terra (8000 m/s) e che questo poteva essere realizzato per mezzo di un razzo multistadio alimentato da ossigeno liquido e idrogeno liquido.

In questo testo spiegò anche l'equazione di base per raggiungere lo spazio con un razzo che è ancora nota agli studenti come "Equazione di Tsiolkovsky".

L’equazione descrive il moto dei corpi di massa variabile nello spazio ed è alla base della propulsione spaziale. Essa afferma che per la legge di conservazione della quantità di moto, un corpo può accelerare semplicemente grazie all'espulsione di parte della sua massa in senso opposto a quello in cui si vuole l'aumento di velocità.

Nessun scienziato apprezzò la sua ricerca, era semplicemente troppo in anticipo sui tempi.

Tsiolkovsky tra i leaders della teoria e della tecnica missilistica.

Tsiolkovsky tra i leaders della teoria e della tecnica missilistica. Emissione filatelica del 1964 in occasione della giornata dell’astronauta.